Veröffentlicht: 9.10.2023.
Der Artikel wurde verarbeitet und veröffentlicht von Andrea Božić
Gerüche aus Industrie und Landwirtschaft wie Tierfarmen, Kläranlagen und Ölraffinerien können die Luft- und Wasserqualität beeinträchtigen und die Sicherheit und Gesundheit von Personen gefährden. Experten für die Abwasserklärung haben die Notwendigkeit erkannt, die Geruchsbekämpfung bei der Planung und dem Betrieb von Abwassersammel- und -kläranlagen als primäres Anliegen zu berücksichtigen. Jeder Ort und jedes Verfahren, in dem Abwässer gesammelt, transportiert oder behandelt werden, birgt die Gefahr, unangenehme Gerüche hervorzurufen und in die Umwelt zu emittieren.
Die meisten Geruchsprobleme entstehen in den Sammelsystemen, bei der Vorklärung und bei der mechanischen Klärung. In den meisten Fällen bilden sich die Gerüche in den Sammelsystemen und den Vorkläranlagen infolge eines anaeroben oder „septischen“ Zustands. Unter anaeroben Bedingungen haben die im Abwasser vorhandenen Mikroorganismen keinen gelösten Sauerstoff zum Atmen und Mikroorganismen wie sulfatreduzierende Bakterien können sich vermehren. Diese Art von Bakterien nutzt das Sulfat-Ion, das in den meisten Wassern vorhanden ist, zum Atmen und zum Überleben. Ein Nebenprodukt dieser Aktivität ist das Schwefelwasserstoffgas, das in Abwässern nur eine geringe Löslichkeit besitzt und das wir an dem intensiven Geruch nach verdorbenen Eiern erkennen.
Die Technologien zur Geruchsbekämpfung können in drei Kategorien eingeteilt werden, und zwar in die chemische Technologie, die Prozesse wie die thermische und katalytische Oxidation und Ozonierung umfasst, die physikalische Technologie mit ihren Kondensations-, Adsorptions- und Absorptionsverfahren und die biologische Technologie, in der Biofilter verwendet werden. Ein Vorteil der biologischen Technologie gegenüber den zuvor genannten ist, dass die biologischen Prozesse bei Temperaturen zwischen 10 und 40 °C und unter Umgebungsluftdruck ablaufen können und dass auf diese Weise viel Energie eingespart wird. Außerdem sind die Zersetzungsprozesse durch Mikroorganismen oxidativer Natur und ihre Endprodukte ökologisch vertretbar.
Biofilter sind fixe Bioreaktoren, in denen sich aktive immobilisierte Mikroorganismen befinden. Die schädlichen Gase durchdringen das poröse Material und die biologische Oxidation setzt ein, nachdem die unerwünschten Verbindungen in den Biofilm, den eine Mikroflora bildet, diffundiert sind. Die Technologie der Biofiltrierung wurde vor über 100 Jahren entwickelt und ihre verschiedenen Anwendungen unterscheiden sich gewöhnlich nach den Filtermedien (Boden, Kompost...) und nach der Konstruktion der Biofilter (im Boden eingelassen oder in einem überirdischen Behälter, offen oder verschlossen).
Der erste Schritt im Prozess der Biofiltrierung ist die Überführung des Schadstoffs von der gasförmigen in die flüssige Phase. Nach der Änderung der Phase folgt der biologische Abbau. Der Biofilm bzw. die Mikroorganismenmasse führt metabolische Aktivitäten durch, die den Schadstoff in ungefährliche Produkte transformieren. Damit ein Material als Filter verwendet werden kann, muss es eine große spezifische Oberfläche besitzen, die die Bildung und Erhaltung der Mikroflora ermöglicht, und eine hohe Porosität aufweisen, um die Konvektion der Gase zu erleichtern und eine homogene Verteilung der Gase zu fördern. Darüber hinaus muss für eine gute Wasserspeicherung gesorgt sein, um die Dehydrierung des Filterbetts zu verhindern, und das Vorhandensein und die Verfügbarkeit intrinsischer Nährstoffe muss gewährleistet sein. Dieser Prozess ist für die Bekämpfung von Geruchsquellen wie Ammoniak, Disulfiden und Schwefelwasserstoff geeignet, die bei der Verarbeitung von Lebensmittelabfällen, in Kläranlagen, bei der Kompostierung und bei ähnlichen Verfahren entstehen.
Die Vorteile des Biofilters sind die geringen Anschaffungs- und Betriebskosten, die Abwesenheit sekundärer Abfallflüsse, der geringe Druckabfall und die Kapazität zur Verarbeitung großer Mengen niedrigkonzentrierter geruchsbildender Substanzen. Die wichtigsten Nachteile dieses Prozesses liegen in der erschwerten Kontrolle der Feuchtigkeit und des pH-Wertes, der geringen Effizienz bei der Behandlung hochkonzentrierter Schadstoffe und im Verschleiß des Filtermaterials durch „Verstopfung“ der Filter, weswegen die Filter oft gewechselt werden müssen.
Autorin: Petra Vukovinski, univ. bacc. appl. chem.
Quellen:
- Barbuinski, K. Kalemba, D. Kasperczyk, K. Urbaniec, V. Kozik, Biological methods for odor control, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland (2017)
- Ghawi, Design of Biofilter Odor Removal System for Conventional Wastewater Treatment Plant. Journal of Ecological Engineering 19 (2018)
